پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > فيزیک و مهندسی هسته ای > مقطع دکتری > سال 1399
پدیدآورندگان:
وجیهه سادات بنی هاشمی [پدیدآور اصلی]، محمد ابراهیم قاضی[استاد راهنما]، مرتضی ایزدی فرد[استاد مشاور]
چکیده: در سال های اخیر به نانوذرات مغناطیسی فریت استرانسیوم شش گوشی با کاربردهای فراوان در حوزه های مختلف فیزیک، شیمی، حسگر زیستی و نانوپزشکی به علت ویژگی های منحصر به فرد مغناطیسی، دی الکتریکی و اپتیکی آن ها توجه زیادی شده است. در این پژوهش، خواص نانوذرات فریت استرانسیوم شش گوشی و آلاییده سنتز شده با روش های گرما آبی و سل ژل خود احتراقی را گزارش می کنیم. نمونه های نانوذرات فریت شش گوشی استرانسیوم با ترکیب اسمی (0/15 و 0/1 و 0/05 و 0/0 = x) و Sr1−xCexFe12O19 با روش گرما آبی و (0/2، 0/15، 0/1، 0/05، 0/0 = x) و Sr1−xCaxFe12O19 و (0/75، 0/05، 0/25، 0/0=y و 0/15 ، 0/1 ، 0/05 ، 0/0 = x) و Sr1-xCaxFe12-yZyO19 و (0/75، 0/5، 0/25، 0/0 = y ؛ 0/05، 0/0 = x) و Sr1-xMgxFe12-yZnyO19 با روش سل-ژل خود احتراقی تهیه شده و ویژگی های ساختاری، مغناطیسی، اپتیکی و دی الکتریکی آن ها بررسی گردید. در ابتدا، نمونه های Sr1−xCexFe12O19 و (0/15، 0/1، 0/05، 0/0 = x) با روش گرما آبی تهیه شدند. الگوهای پراش پرتو ایکس و برازش ریتولد آنها تشکیل فاز خالص نانوبلورین فریت شش گوشی نوع M را برای همه ی نمونه ها (نمونه ی 0/15 = x با مقدار کمی فاز ) CeO2 تایید کردند. طیف های FTIR نیز تشکیل فریت شش گوشی نوع M را در نمونه های ساخته شده نشان داد. تصویربرداری الکترون روبشی نشان داد نمونه های تهیه شده نانوذراتی هستند که به صورت صفحاتی نامنظم متراکم شده اند. حلقه های پسماند (M-H) اندازه گیری شده در دمای اتاق، کاهشی در مغناطش اشباع را با افزایش مقدار Ce نشان داد. وابستگی گاف نواری به مقدار Ce با استفاده از طیف های UV-Vis نشان داد که انرژی های گاف نواری در محدوده ی eV 1/56-1/37 می باشند. اندازه گیری های ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک نشان دادند برای همه ی نمونه ها ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک در فرکانس های کم زیاد و با افزایش فرکانس کاهش می یابند. در مرحله ی بعد، نمونه های Sr1−xCaxFe12O19 و (0/2، 0/15، 0/1، 0/05، 0/0 = x) با روش سل-ژل خود احتراقی تهیه شدند و در دو دمای °C 900 و °C 1100 پخت داده شدند. نتایج پراش پرتو ایکس با تحلیل ریتولد و اندازه گیری های FTIR تشکیل فاز فریت شش گوشی نوع M را تایید کردند. تصویرهای به دست آمده از میکروسکوپ الکترون روبشی نشان داد که همه نمونه های فریت شش گوشی تهیه شده مرکب از نانوذرات متراکم شده هستند و برای نمونه های پخت داده شده در °C 1100 ریختی صفحه ای شکل دارند. نتایج حلقه های پسماند نمونه ها آشکار کرد که مغناطش اشباع با افزایش مقدار Ca کاهش می یابد. وادارندگی برای نمونه های پخت داده شده در °C 900 با افزایش مقدار Ca افزایش یافت در حالی که برای نمونه های پخت داده شده در °C 1100 به واسطه ی اثرات اندازه ی ذره کاهش یافت. همچنین گاف نواری اپتیکی نمونه ها با افزایش مقدار Ca افزایش یافت و و در محدوده ی eV 1/34-1/65 بود. مقادیر ثابت دی الکتریک (epsilon) و اتلاف دی الکتریک ((tan(delta) برای همه ی نمونه های پخت داده شده در °C 900 کمتر از مقادیر نمونه های پخت داده شده در °C 1100 بودند. در مرحله بعد نمونه های (0/75، 0/05، 0/25، 0/0=y ؛ 0/15 ، 0/1 ، 0/05 ، 0/0 = x) و Sr1-xCaxFe12-yZyO19 به روش سل ژل خود احتراقی تهیه شدند و در دمای °C 900 پخت داده شدند و به جز نمونه های Sr0.9Ca0.1Fe11.5Zn0.5O19 و Sr0.85Ca0.15Fe11.25Zn0.75O19 که به ترتیب 6% و 11% فاز ثانویه ی فریت روی (ZnFe2O4) داشتند، بقیه تکفاز بودند. مغناطش اشباع و باقیمانده با افزایش آلایش کاهش یافتند و وادارندگی، تغییراتی نامنظم بر حسب مقدار کلسیم و روی نشان داد که این تغیرات بر اساس اندازه ذرات، توزیع کاتیونی و فاز اضافی در نمونه ها توضیح داده شده است. مقادیر گاف نواری برای نمونه ها با افزایش مقدار Ca/Zn از مقدار eV 1/59 به eV 1/72 افزایش یافت. ثابت دی الکتریک (epsilon) و اتلاف دی الکتریک ((tan(delta) نیز برای همه ی نمونه ها دارای تغییرات نامنظمی با جانشینی کاتیون های Ca-Zn به علت اثر اندازه دانه و مرزدانه بودند. نمونه های آلایش یافته ی Mg/Zn و (0/75، 0/5، 0/25، 0/0 = y ؛ 0/05، 0/0 = x) و Sr1-xMgxFe12-yZnyO19 نیز با روش سل ژل خود احتراقی و پخت در دمای °C 900 تهیه شدند. پراش پرتو ایکس (XRD) با تحلیل ریتولد تشکیل فاز فریت شش گوشی نوع M را تایید کرد. تصویرهای FESEM نشان دادند که نمونه ها دارای ذراتی با اندازه ی بیش از nm 100 هستند که از جوش خوردن نانوذرات به یکدیگر به وجود آمده اند. مقدار Ms با افزایش مقدار جا نشانی Mg و Zn کاهش یافت و کمترین مقدار Ms برای نمونه ی Sr0.95Mg0.05Fe11.75Zn0.25O19 به دست آمد. تغییرات وادارندگی با جانشانی Mg و Zn یکنواخت و منظم نیست و کمترین مقدار وادارندگی برای نمونه ی Sr0.95Mg0.05Fe11.75Zn0.25O19 به دست آمد. گاف نواری هم تغییراتی غیر یکنواخت بر حسب مقدار جانشانی از eV 1/40 برای Sr0.95Mg0.05Fe11.75Zn0.25O19 تا eV 1/66 برای Sr0.95Mg0.05Fe12O19 نشان داد.. ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک نیز با جانشینی کاتیون Mg کاهش در حالی که با جانشینی کاتیونهای Znو Mg افزایش یافت.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#: فریت استرانسیوم شش گوشی #فریت استرانسیوم شش گوشی آلاییده #روش گرما آبی #روش سل-ژل خوداحتراقی #خواص ساختاری #خواص مغناطیسی #خواص اپتیکی #خواص دی الکتریکی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: